【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型な電子部品であるチップコンデンサや半田塊である半田ボ−ルなど搭載すべき基板に予めフラックスを塗布するフラックス転写装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子部品および半導体装置などの電子デバイスの開発は、高集積化および高速化を急速に押し進めている。特に、半導体装置においては、高密度、低コスト、および高信頼性実装し得る組立技術の開発が重要なテ−マとなる。
【０００３】
これら組立技術の中でも、二つの部品間または電極間の接続技術は、ワイヤを使用したワイヤボンディング技術や、ワイヤを必要としないワイヤレスボンディング技術がある。特に、後者は電極の狭ピッチ化に対応できることから、注目されるように至った。このワイヤレス接続技術の一つとして、例えば、半田ボ−ル搭載による接続技術がある。この半田ボ−ル搭載には、半田ボ−ルを搭載する電子部品である基板に予めフラックスを塗布するためにフラックス転写装置が使用される。
【０００４】
一方、チップコンデンサのような小型電子部品を配線基板に半田付けする際に、半田付けする部分に予めフラックスを塗布する必要がある。このような場合も、フラックス転写装置が使用される。
【０００５】
ここで、半田ボ−ルを搭載する場合を取り上げてフラックス転写装置を説明する。フラックスを塗布するフラックス転写装置は、複数の転写ピンを一方向に並べ取付けられた固定板を、フラックスを一様に盛り上げられたフラックスステ−ジ上に移動させ、固定板を下降させ転写ピンをフラックスに浸け、転写ピンにフラックスを付着させる。そして、固定板を基板上に移動させ、下降させ転写ピンを基板にその先端部を当接させ、転写ピンの先端部に付着したフラックスを基板に転写させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図３は従来のフラックス転写装置の問題を説明するための図である。しかしながら、上述したフラックス転写装置は、図３（ａ）に示すように、フラックスステ−ジに盛り上げられたフラックスに転写ピン１を浸けたとき、転写ピン１によっては先端部からのフラックス２ａの這い上がりに差を生じ、転写ピン１に付着するフラックス２ａの量にばらつきが生じさせる。
【０００７】
このフラックス２ａの付着量の過不足は、図３（ｂ）に示すように、基板４に転写されるフラックス２ｂの量に過不足生じ、安定した半田付け性が得られないという問題が起きる。また、極端にフラックス２ａの這い上がり大きいと、図３（ａ）に示すように、固定板５の転写ピン１のガイド孔にフラックス２ａが入り込み、押さえ板６にある弾性材４による転写ピン１の動きを阻害し、転写ピン１が上がった状態のままになる。その結果、固定板５を下降させたとき、フラックス２ｂが基板７に転写されないという問題もある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、転写ピンへのフラックスの這い上がりを防止するとともに基板に転写するフラックスの量を安定させるフラックス転写装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、フラックスステ−ジに一様に盛り上げられスキ−ジでならされるフラックスに先端部を浸ける複数の転写ピンと、これら転写ピンを取り付ける固定板と、この固定板を基板上に移動させ該固定板を下降させ前記転写ピンの先端部前記基板に当接させるとともに前記転写ピンの先端部に付着する前記フラックスを前記基板に転写するフラックス転写装置において、複数の前記転写ピンの前記フラックスに浸けない部分が前記フラックスを弾く性質をもつフラックス転写装置である。
【００１０】
また、複数の前記転写ピンの前記フラックスに浸けない部分が前記フラックスを弾く性質をもつ物質で形成されていることか、または、複数の前記転写ピンの前記フラックスに浸けない部分の表面に前記フラックスを弾く性質をもつことが望ましい。そして、後者の場合は、好ましくは、前記フラックスに浸けない部分の表面に前記フラックスが弾く物質でコ−ティングされていることである。
【００１１】
一方、前記転写ピンの先端面は、半球状面であるか、または、平坦面であることが望ましい。また、前記弾く物質はポリテトラフルオラエチレンであるか、または、カルナバウろうであることが望ましい。
【００１２】
前記転写ピンは、種々の長さをもつ先端部に交換できることが望ましい。そして、前記転写ピンの先端部の長さは、前記転写ピンの直径をｄとすると１／４ｄから４ｄの長さであることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるフラックス転写装置を説明するための図である。このフラックス転写装置は、図１（ａ）に示すように、フラックスステ−ジに一様に盛り上げらスキ−ジ６に均されフラックス２に先端部を浸ける複数の転写ピン１と、これら転写ピンを取り付ける固定板５とを備え、この固定板５を基板７上に移動させ固定板５を下降させ転写ピン１の先端部を基板７に当接させるとともに転写ピン１の先端部に付着するフラックス２ｂを基板７に転写することを特徴としている。
【００１５】
また、転写ピン１は、固定板５の孔に挿入され、転写ピン１の頭部は、弾性材４、例えば、ゴムなどの部材を介して押さえ板６によって押さえられている。そして、図１（ｂ）に示すように、複数の転写ピン１のフラックスステ−ジ８のフラックス２に浸けない部分である根元部１ｂは、フラックスを弾く性質をもたせている。従って、転写ピン１に付着するフラックス２ａは、根元部１ｂに這い上がることなく先端部１ａに付着し、フラックス２の表面張力と質量および先端部１ａ表面との接着力とが先端部１ａに付着するフラックス２ａはバランスし球状の液滴となる。
【００１６】
このように転写ピン１の先端部１ａに付着した球状のフラックス２ａは、固定板５の下降により転写ピン１が基板７と当接したとき基板７に転写される。そして、基板７に転写されたフラックス２ｂの全ては、一定に液盛りされた状態になり、基板７のフラックス２ｂに搭載される半田ボ−ルや電子部品との接合が安定したものとなる。
【００１７】
図２は図１の転写ピンを抽出し拡大して示す図である。前述の転写ピン１は、図２に示すように、先端面が半球状のものと平坦をもつ二種類ある。これら転写ピン１の使い分けは、フラックスの特性により使い分ける。例えば、フラックスの粘度が高く少量のフラックスを転写する場合は、先端面が平坦の転写ピンが適している。
【００１８】
いずれの転写ピン１は、フラックスステ−ジのフラックスに浸けない部分、すなわち、根元部１ｂは、カルナウバろうで一体化するか、あるいはカルナバウろう材で表面をコ−ティングし、根元部１ｂをフラックスのねれ性を無くしている。また、フッ素系の樹脂、ポリテトラフルオロエチレンで一体化するか、根元部１ｂの表面にポリテトラフルオロエチレンをコ−ティングすることが望ましい。
【００１９】
一方、転写ピン１の先端部１ａは、フラックスとぬれ性のあるベリリウム銅材で製作し、表面を金メッキを施し表面を滑らかな状態にすることが望ましい。そしてこのベリリウム銅で製作された転写ピン１の根元部１ｂは、前述したように、カルナバウろう材で表面をコ−ティングするか、または、前述のように、ポリテトラフルオロエチレンコ−トすれば良い。
【００２０】
また、搭載する電子部品や半田 ボ−ルの載置面の大きさに応じて先端部１ａの長さを変えることが望ましい。搭載する電子部品や半田 ボ−ルの載置面の大きさを調べると、転写ピン１の直径ｄとすると、最も小さな電子部品に対しては、最小量のフラックスを滴下する。そのときの先端部１ａの長さは、１／４ｄ程度でよく、最も大きな半田ボ−ルあるいは電子部品に適用する場合は、先端部１ａの長さは、４ｄの長さを必要とした。
【００２１】
また、先端部１ａと根元部１ｂの一体化は、いづれかに孔を開け、他はこの孔に入る直径をもつピン状にし、ピンを孔に挿入し接着剤で止めるようにする。ただ、ポリテトラフルオラエチレンのように接着剤では接着し難い材料の場合は、ポリテトラフルオラエチレン材の表面を苛性ソ−ダなどで粗すことが望ましい。一方、カルナウバろう材の場合は、外側に成形する型を設け、溶融したカルナウバろう材を流し込み成形する。
【００２２】
このように、フラックスを弾く材料で一体化もしくはコ−ティングされた根元部１ｂをもつ転写ピン１の先端部１ａの長さが種々準備し、対称となる搭載部品の載置面に応じて長さが適切な先端部１ａをもつ転写ピン１を選び、選ばれた転写ピン１を固定板５に取り付ける。勿論、フラックスステ−ジ８に盛り上げられるフラックス２は、先端部１ａのみ浸かる厚さにスキ−ジ９によって均す必要がある。
【００２３】
このように、基板７に搭載すべき電子部品や半田ボ−ルの載置面を考慮し、基板７に転写するフラックスの量を設定すれば、搭載される搭載部品の接合品質は、常に安定したものになる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、フラックスに転写ピンの先端部を浸けたとき、フラックスの這い上がりがないように、先端部以外のフラックスに浸けない部分にフラックスを弾く性質をもたせることによって、フラックスは先端部に留まりフラックスの付着力と質量がバランスし、表面張力によって付着するフラックスが球状となり、一定した量となり、基板に転写されるフラックスの量が安定し、搭載すべき搭載部品との接合が均一に得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるフラックス転写装置を説明するための図である。
【図２】図１の転写ピンを抽出し拡大して示す図である。
【図３】従来のフラックス転写装置の問題を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 転写ピン
１ａ 先端部
１ｂ 根元部
２，２ａ，２ｂ フラックス
４ 弾性材
５ 固定板
６ 押さえ板
７ 基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flux transfer apparatus for applying a flux to a substrate to be mounted, such as a chip capacitor as a small electronic component or a solder ball as a solder lump, in advance.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the development of electronic devices such as electronic components and semiconductor devices has rapidly promoted high integration and high speed. In particular, in semiconductor devices, the development of an assembly technique capable of high-density, low-cost, and highly reliable mounting is an important theme.
[0003]
Among these assembling techniques, a connecting technique between two components or an electrode includes a wire bonding technique using a wire and a wireless bonding technique that does not require a wire. In particular, the latter has attracted attention because it can cope with a narrower electrode pitch. As one of the wireless connection techniques, for example, there is a connection technique by mounting a solder ball. For mounting the solder ball, a flux transfer device is used to apply a flux to a substrate, which is an electronic component on which the solder ball is mounted, in advance.
[0004]
On the other hand, when soldering a small electronic component such as a chip capacitor to a wiring board, it is necessary to apply a flux to a portion to be soldered in advance. Also in such a case, a flux transfer device is used.
[0005]
Here, the case of mounting a solder ball will be described, and the flux transfer device will be described. The flux transfer device for applying the flux moves a fixed plate on which a plurality of transfer pins are arranged in one direction and mounted on a flux stage where the flux is uniformly raised, and lowers the fixed plate to transfer the transfer pins. Immerse in flux and attach flux to transfer pins. Then, the fixing plate is moved onto the substrate, lowered, and the transfer pins are brought into contact with the front end of the transfer pin, so that the flux attached to the front end of the transfer pin is transferred to the substrate.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 3 is a diagram for explaining a problem of the conventional flux transfer device. However, in the above-described flux transfer device, as shown in FIG. 3A, when the transfer pin 1 is immersed in the flux raised on the flux stage, the flux 2a crawls from the tip depending on the transfer pin 1. A difference is caused in the rise, and the amount of the flux 2a attached to the transfer pin 1 varies.
[0007]
As shown in FIG. 3 (b), the excess or deficiency in the amount of the adhered flux 2a causes an excess or deficiency in the amount of the flux 2b transferred to the substrate 4, causing a problem that stable solderability cannot be obtained. When the flux 2a climbs up extremely, the flux 2a enters the guide hole of the transfer pin 1 of the fixing plate 5 as shown in FIG. And the transfer pin 1 remains in the raised state. As a result, there is a problem that the flux 2b is not transferred to the substrate 7 when the fixing plate 5 is lowered.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a flux transfer device that prevents the flux from creeping up to the transfer pin and stabilizes the amount of the flux transferred to the substrate.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the present invention is that a plurality of transfer pins for uniformly swelling a flux stage and immersing a tip portion in a flux smoothed by a squeegee, a fixing plate for mounting the transfer pins, and mounting the fixing plate on a substrate. In a flux transfer device for moving and lowering the fixing plate to contact the front end portion of the transfer pin with the substrate while transferring the flux adhering to the front end portion of the transfer pin to the substrate, A portion which is not immersed in the flux is a flux transfer device having a property of repelling the flux.
[0010]
Further, the portions of the plurality of transfer pins that are not immersed in the flux may be formed of a material having a property of repelling the flux, or the portions of the plurality of transfer pins that are not immersed in the flux may be formed of the flux. Is desirable. In the latter case, it is preferable that the surface of the portion not immersed in the flux is coated with a substance that repels the flux.
[0011]
On the other hand, the tip surface of the transfer pin is desirably a hemispherical surface or a flat surface. Preferably, the repelling material is polytetrafluoroethylene or carnauba wax.
[0012]
It is desirable that the transfer pins can be replaced with tips having various lengths. The length of the tip of the transfer pin is preferably 1 / 4d to 4d, where d is the diameter of the transfer pin.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a flux transfer device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 (a), this flux transfer device comprises a plurality of transfer pins 1 which are uniformly raised on a flux stage, leveled by a squeegee 6, and immersed in a tip end of the flux 2. And a fixing plate 5 for mounting the transfer pin 1. The fixing plate 5 is moved on the substrate 7, the fixing plate 5 is lowered, and the tip of the transfer pin 1 is brought into contact with the substrate 7 and the flux adhered to the tip of the transfer pin 1. 2b is transferred to the substrate 7.
[0015]
The transfer pin 1 is inserted into a hole of the fixed plate 5, and the head of the transfer pin 1 is pressed by a pressing plate 6 via an elastic material 4, for example, a member such as rubber. As shown in FIG. 1 (b), the root portion 1b of the flux stage 8 of the plurality of transfer pins 1 which is not immersed in the flux 2 has a property of repelling the flux. Therefore, the flux 2a adhering to the transfer pin 1 adheres to the tip 1a without crawling up to the root 1b, and the surface tension and mass of the flux 2 and the adhesive force with the surface of the tip 1a adhere to the tip 1a. The flux 2a to be balanced becomes spherical droplets.
[0016]
The spherical flux 2 a attached to the tip 1 a of the transfer pin 1 is transferred to the substrate 7 when the transfer pin 1 comes into contact with the substrate 7 by the lowering of the fixing plate 5. Then, all of the flux 2b transferred to the substrate 7 is kept in a constant liquid level, and the bonding with the solder balls and electronic components mounted on the flux 2b of the substrate 7 becomes stable.
[0017]
FIG. 2 is a diagram showing the transfer pins of FIG. 1 extracted and enlarged. As shown in FIG. 2, there are two types of transfer pins 1 having a hemispherical tip surface and a flat one. The use of these transfer pins 1 depends on the characteristics of the flux. For example, when transferring a small amount of flux having a high flux viscosity, a transfer pin having a flat end surface is suitable.
[0018]
In any of the transfer pins 1, the portion that is not immersed in the flux of the flux stage, that is, the root portion 1b is integrated with Carnauba brazing or the surface is coated with a Carnauba brazing material, and the root portion 1b is fluxed. The wetting property has been eliminated. It is also desirable to integrate with a fluorine-based resin or polytetrafluoroethylene, or to coat polytetrafluoroethylene on the surface of the root portion 1b.
[0019]
On the other hand, it is desirable that the tip 1a of the transfer pin 1 is made of a beryllium copper material having flux and wettability, and the surface is plated with gold to make the surface smooth. The base portion 1b of the transfer pin 1 made of beryllium copper is coated on the surface with a Carnauba brazing material as described above, or is coated with polytetrafluoroethylene as described above. good.
[0020]
Further, it is desirable to change the length of the tip 1a in accordance with the size of the mounting surface of the electronic component or the solder ball to be mounted. When the size of the mounting surface of the mounted electronic component or the solder ball is examined, assuming the diameter d of the transfer pin 1, a minimum amount of flux is dropped on the smallest electronic component. At this time, the length of the tip 1a may be about 1 / 4d, and when applied to the largest solder ball or electronic component, the length of the tip 1a needs to be 4d.
[0021]
In addition, the tip portion 1a and the root portion 1b are integrally formed by making a hole in one of the holes and forming a pin having a diameter that fits into the other hole, inserting the pin into the hole, and stopping with an adhesive. However, in the case of a material such as polytetrafluoroethylene which is difficult to adhere with an adhesive, it is desirable to roughen the surface of the polytetrafluoroethylene material with caustic soda or the like. On the other hand, in the case of the carnauba brazing material, a mold for molding is provided outside, and the molten carnauba brazing material is poured and formed.
[0022]
As described above, the length of the distal end portion 1a of the transfer pin 1 having the root portion 1b integrated or coated with the material for repelling the flux is prepared in various lengths, and the length is adjusted according to the symmetrical mounting surface of the mounting component. Then, a transfer pin 1 having an appropriate tip portion 1a is selected, and the selected transfer pin 1 is attached to the fixing plate 5. Of course, the flux 2 raised on the flux stage 8 needs to be leveled by the squeegee 9 so that only the tip 1a is immersed.
[0023]
As described above, if the amount of the flux to be transferred to the substrate 7 is set in consideration of the mounting surface of the electronic components and the solder balls to be mounted on the substrate 7, the bonding quality of the mounted components to be mounted is always stable. It will be something.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a flux repelling property in a portion that is not immersed in the flux other than the tip so that the flux does not crawl when the tip of the transfer pin is immersed in the flux. Stays at the tip and balances the adhesion and mass of the flux, the flux that adheres due to surface tension becomes spherical, the amount becomes constant, the amount of flux transferred to the substrate is stable, and the joint with the mounting component to be mounted Is obtained uniformly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a flux transfer device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a transfer pin of FIG. 1 extracted and enlarged.
FIG. 3 is a diagram for explaining a problem of a conventional flux transfer device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transfer pin 1a Tip part 1b Root part 2, 2a, 2b Flux 4 Elastic material 5 Fixing plate 6 Holding plate 7 Substrate